半導體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊：11月6日，第三代半導體功率器件及封測技術峰會在深圳會展中心成功召開。

　　本次會議由半導體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)、第三代半導體產(chǎn)業(yè)、博聞創(chuàng)意會展（深圳）有限公司主辦，蘇試宜特檢測技術股份有限公司、全國 LED 產(chǎn)業(yè)產(chǎn)教融合（東莞）職業(yè)教育集團支持協(xié)辦，會上來自南方科技大學、深圳大學、深圳清華大學研究院、英飛凌、蘇試宜特、譽鴻錦電子、基本半導體、泰克科技等專家學者企業(yè)代表圍繞碳化硅、氮化鎵功率器件模塊封裝技術，芯片先進封裝之失效分析、功率器件的性能表征和可靠性測試等主題展開研討交流。開場由第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟人才發(fā)展中心副主任孫騰主持，報告環(huán)節(jié)特邀請深圳大學材料學院研究員、廣東省杰青劉新科博士主持。

報告環(huán)節(jié)特邀主持人：深圳大學材料學院研究員、廣東省杰青劉新科博士

南方科技大學深港微電子學院副教授 葉懷宇博士

　　會上，南方科技大學深港微電子學院副教授葉懷宇博士在分享《碳化硅功率器件模塊封裝》主題報告中，從功率器件及第三代半導體展開詳細分享，他表示，第三代半導體碳化硅（SiC）相比于前兩代半導體材料，具備大禁帶寬度、大漂移速率、大熱導率、大擊穿場強等“四大”優(yōu)勢，從而能夠開發(fā)出更適應高功率、高頻、高溫、高電壓等“四高”惡劣條件的功率半導體器件。整體來看，碳化硅的耐高壓能力是硅的10倍、耐高溫能力是硅的2倍、高頻能力是硅的2倍。與硅基模塊相比，碳化硅二極管及MOS管組成的模塊，不僅具有碳化硅材料本征特性優(yōu)勢，在應用時還可以縮小模塊體積50%以上、消減電子轉(zhuǎn)換損耗80%以上，實現(xiàn)小能耗、小體積、小重量、小成本“四小”從而降低綜合成本。此外，報告還針對碳化硅功率器件及模塊，器件及封裝失效分析及SUSTech SiC Group等方面展開詳細案例分析和技術進展介紹。

蘇試宜特檢測技術股份有限公司處長蔡甦谷

　　蘇試宜特檢測技術股份有限公司處長蔡甦谷分享了《芯片先進封裝之失效分析與應用》主題報告。他介紹，先進封裝失效分析工具，失效分析與應用等方面展開詳細介紹。他表示傳統(tǒng)封裝分析工具有超聲波掃描、2D X射線檢測、機械切片研磨、離子束剖面研磨、掃描電鏡、2D/3D 光學顯微鏡等，先進封裝分析工具包括熱點偵測微光顯微鏡、3D X射線檢測、超聲波切割機、雙束可聚焦離子束、雙束電漿離子束等。隨后他結(jié)合實效分析案例及應用進行了詳細介紹。他介紹，目前蘇試宜特檢測技術股份有限公司蓋集成電路驗證檢測、數(shù)據(jù)報告分析以及科技咨詢服務于一體的高科技企業(yè)。蘇試宜特實驗室和業(yè)務辦公室分布在上海、北京、深圳、廈門、成都、西安等產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)達地區(qū)，服務行業(yè)跨越商業(yè)工業(yè) 汽車電子產(chǎn)業(yè)，其中不乏博世、高通、先端電子、三星電子等歐美日韓的IC產(chǎn)業(yè)龍頭，以及華為-海思、寒武紀、地平線、中芯國際、紫光同創(chuàng)、華大北斗、集創(chuàng)北方、匯頂、紫光展銳、京東方等國內(nèi)的行業(yè)翹楚。在半導體驗證與分析產(chǎn)業(yè)擁有近20年的雄厚經(jīng)驗，作為“集成電路產(chǎn)業(yè)供應鏈專家醫(yī)院”蜚聲業(yè)內(nèi)。

英飛凌汽車電子事業(yè)部動力與新能源業(yè)務市場部市場經(jīng)理張昌明

　　英飛凌汽車電子事業(yè)部動力與新能源業(yè)務市場部市場經(jīng)理張昌明分享了《分立碳化硅器件應用與系統(tǒng)熱設計》主題報告。報告從分立碳化硅器件在xEV應用領域分析，分立碳化硅器件的封裝類型與系統(tǒng)熱設計優(yōu)化，分立碳化硅器件的特性等方面進行詳細分析介紹，以及英飛凌相應的解決方案。他介紹，英飛凌擁有豐富的汽車半導體產(chǎn)品線覆蓋全汽車應用領域，目前成為躍居全球第一車用半導體供應商。

深圳清華大學研究院高級工程師陳高攀

　　深圳清華大學研究院高級工程師陳高攀分享了《碳化硅襯底材料超光滑制造技術研究》主題報告。他介紹，團隊依托廣東省光機電一體化重點實驗室、深圳市微納制造重點實驗室，多年來致力于開展集成電路第三代半導體襯底材料、硅芯片、IC 芯片化學機械拋光方面的研究。他表示，一般來說，為了適應核能、大規(guī)模集成電路、激光和航天等尖端技術的需要而發(fā)展起來的以達到鏡面級加工表面為目、精度極高的一種跨學科綜合加工技術。超精密加工具有加工深度為亞微米級，加工精度可達納米級，表面粗糙度低于1納米，加工最小尺寸納米級等特點。碳化硅襯底超光滑制造面臨的挑戰(zhàn)，碳化硅具有高硬度、化學惰性、易碎性等特點，難以加工。據(jù)臺灣工研院測算：碳化硅加工制造成本占總成本的47%，給其應用帶來較大困難。其中，研磨工藝表面除了出現(xiàn)脆性崩裂外，亞表面存在裂紋及較大的殘余應力；降低磨?；蚣庸すぞ叩挠捕瓤梢员苊獯嘈匀コ?，然而去除效率較低。在拋光工藝方面，化學反應層的結(jié)構(gòu)、成分、密度等完全不同于基體，硬度遠低于樣件基體,幾乎對基體不產(chǎn)生影響，拋光后生成超光滑表面。激光加工屬于非接觸加工方式，不會產(chǎn)生機械損傷；激光加工工藝替代研磨工藝，激光加工后碳化硅襯底直接利采用化學機械拋光處理實現(xiàn)超光滑制造。并重點介紹了激光協(xié)同化學機械拋光技術，該技術具備去除亞表面缺陷，生成硅氧化物，提升摩擦性能等等優(yōu)勢；并分享了激光加工熱加工、冷加工策略等，當前取得最優(yōu)結(jié)果最優(yōu)參數(shù)下SiC亞表面損傷層大幅減少；化學機械拋光3h 后在SEM下表面已經(jīng)無機械作用產(chǎn)生缺陷。此外還介紹了催化輔助化學機械拋光技術，針對SiC拋光速率低瓶頸問題，將催化原理引入超光滑加工體系；引入紫外光來催化氧化反應，能夠提高氧化物質(zhì)（?OH）的產(chǎn)生速率，從而提高SiC去除速率。加入新型催化劑能夠顯著降低活化能，使材料表面的化學反應容易發(fā)生，從而提高去除速率。

江西譽鴻錦電子技術有限公司總經(jīng)理蔡翰宸

　　江西譽鴻錦電子技術有限公司總經(jīng)理蔡翰宸分享了《氮化鎵MOS FET封裝應用》主題報告。他介紹了YHJ GaN FET 的封裝優(yōu)勢及價值主張。他表示，HS GaN 100%解決了普通增強型(E mode)氮化鎵元件之柵極驅(qū) 動器、為了舍棄高成本的標準柵極驅(qū)動電路，而改采低成本之  “阻容降壓鉗制線路”，進而產(chǎn)生潛在布線設計不到位的 “炸 管” “炸機” 的高風險?？傮w也需要多達8個器件，除炸管風 險高之外，也占據(jù)較大的主板面積。HS GaN柵極驅(qū)動電路簡單，僅需2個電阻及一個二極管，與傳 統(tǒng)硅超結(jié)器件（super junction）相同，簡潔的布線電路有效降 低了PCB的占用面積，特別適合小尺寸的快充設計。主控IC至HS GaN元件柵極距離短，減少寄生電感效應，使得元件在高頻操作下能夠極大的減少柵極損耗。HS GaN兼容所有主控IC (主流驅(qū)動電壓通常為12V) ，不受限 于“直驅(qū)”或“合封”限制。支持QR返馳、箝位ACF返馳、升壓PFC與高瓦數(shù)半橋LLC諧振 拓樸.Rg/R1/D1 位于外部，可由外部調(diào)試Rg控制柵極關斷電壓 上升和開通電壓下降速度，有利于EMI和效率優(yōu)化，直接驅(qū)動 氮化鎵元件不需使用驅(qū)動IC，可節(jié)省成本且系統(tǒng)相較于整合型 氮化鎵元件可應用于任何功率等級、任何頻率以及任何標準控 制/主控芯片。

深圳大學材料學院研究員、廣東省杰青劉新科博士

　　深圳大學材料學院研究員、廣東省杰青劉新科博士帶來了《氮化鎵單晶功率器件的研究進展》主題報告。他表示，第三代半導體氮化鎵切合國家“新基建”的國家戰(zhàn)略需求，國家科技部戰(zhàn)略性先進電子材料的穩(wěn)定專項支持，卡脖子問題；響應雙碳政策，《深圳市進一步推動集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2019-2023年)》;2022年《深圳市人民政府關于發(fā)展壯大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群和培育發(fā)展未來產(chǎn)業(yè)的意見》; 2022年《半導體與集成電路高質(zhì)量發(fā)展》新政；GaN產(chǎn)業(yè)位列20個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點細分領域之一。第三代半導體氮化鎵: 特色GaN-on-GaN工作，GaN-on-GaN技術路線的獨特特點：1）缺陷密度極低(約103cm-2); (2)橫行器件和縱向器件; (3) 相同器件面積下，更大的電流和更高的耐壓；(4) 超強的器件可靠性，無電流崩塌等；堅持“四個面向” 加快科技創(chuàng)新，面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場(GaN-on-Si)、面向國家重大需求(GaN-on-GaN) 。報告還重點介紹了基于氮化鎵單晶襯底的二極管器件，基于氮化鎵單晶襯底的三極管器件，2D/氮化鎵單晶的范德華異質(zhì)結(jié)的半導體器件研究進展以及GaN-on-GaN 技術的系列成果。

深圳基本半導體有限公司工業(yè)業(yè)務部總監(jiān)楊同禮

　　深圳基本半導體有限公司是中國第三代半導體行業(yè)領軍企業(yè)，致力于碳化硅功率器件的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。公司成立于2016年6月，總部位于深圳，在北京、上海、南京、無錫、香港、日本名古屋設有子公司及制造基地。并已經(jīng)形成在碳化硅器件（二極管、MOSFET）、車規(guī)級碳化硅功率模塊、功率器件驅(qū)動芯片及模塊和功率半導體測試設備產(chǎn)品系列。來自深圳基本半導體有限公司工業(yè)業(yè)務部總監(jiān)楊同禮分享了《未來已來--功率半導體的碳化硅時代》報告，報告重點對功率半導體發(fā)展歷程、碳化硅半導體材料性能優(yōu)勢、碳化硅目前重要應用以及碳化硅材料單晶生長技術，碳化硅襯底切割技術、碳化硅鍵和剝離技術、碳化硅外延生長技術、碳化硅功率器件-結(jié)構(gòu)設計、工藝開發(fā)，碳化硅功率模塊封裝技術等展開詳細介紹。他表示，碳化硅目前主要應用于工業(yè)電源、光伏發(fā)電、通信電源、新能源汽車等領域，其中典型應用為新能源汽車，在電動汽車中需要使用碳化硅器件的裝置DC/AC主逆變器、OBC車載充電器、DC/DC變換器，采用碳化硅器件的電驅(qū)系統(tǒng)，體積節(jié)省40%，重量減輕30%，效率提升10%。知名車企紛紛布局碳化硅應用，特斯拉 Model 3/Y 車型采用了意法半導體的碳化硅MOSFET模塊，顯著提升車輛續(xù)航里程與性能。2020年，比亞迪高端車型“漢”搭載了碳化硅器件；預計到2023年，比亞迪將在旗下的電動車中，實現(xiàn)碳化硅器件對硅基IGBT器件的全面替代，將整車性能在現(xiàn)有基礎上再提升10%。在軌道交通應用中，2013年2月，三菱電機向東京地鐵供應混合碳化硅模塊，是全球首次在軌道交通輔助電源上使用碳化硅器件；2020年7月，日本新干線新一代N700S系電力動車組投入運營，在牽引逆變器中采用了碳化硅器件作為核心功率器件；中國中車正在積極開展碳化硅器件上高鐵的工作。在智能電網(wǎng)應用方面，高壓大電流碳化硅器件已經(jīng)達到萬伏級，國家電網(wǎng)預測2030年后將實現(xiàn)商業(yè)化應用，用于電網(wǎng)輸電環(huán)節(jié)的大容量變換設備，市場容量巨大。根據(jù)Yole預測，2021-2027年全球碳化硅功率器件市場規(guī)模有望從10.90億美元增長至62.97億美元，CAGR為34%。

深圳信息職業(yè)技術學院及電子科技大學博士后梁仁瓅

　　深圳信息職業(yè)技術學院及電子科技大學博士后梁仁瓅在《AlInGaN 基紫外LED封裝技術研究》報告。他介紹，隨著LED制造技術的發(fā)展,AlInGaN基紫外LED的性能也在穩(wěn)步提升,將替代傳統(tǒng)汞燈逐步成為新一代的紫外光源。目前紫外LED的波段逐漸往深紫外短波方向發(fā)展,輻照強度也往大功率方向發(fā)展。然而由于受到高A1組分外延生長技術的限制,以及器件歐姆接觸、封裝技術的影響,目前紫外LED與藍白光LED相比存在光提取效率低和壽命差等問題,這對紫外LED的封裝工藝和可靠性提出了更高的需求。為了獲得低熱阻、高光效和高可靠的紫外光源,報告從紫外LED固晶工藝出發(fā),結(jié)合仿真和實驗,圍繞增強光提取效率開展相關研究,并使用氧化石墨烯納米材料進行可靠性封裝,最后將所優(yōu)化的封裝工藝應用于深紫外LED凈化光源設計,為AlInGaN基紫外LED的封裝設計提供了理論和實驗支撐。

泰克科技（中國）有限公司總監(jiān)孫川

　　泰克科技（中國）有限公司總監(jiān)孫川分享了《功率器件的性能表征和可靠性測試方法》報告。他表示，目前SiC/GaN功率器件測試存在挑戰(zhàn)，主要在探頭通道延遲校準，動態(tài)導通電阻的測量，共模干擾的影響，測試帶寬的影響，Crosstalk串擾影響，高dv/dt高di/dt，探頭雜感的影響，主回路雜感控制，高帶寬電流的測試，探頭連接的影響，多種封裝的適配等等。泰克公司深耕半導體測試領域多年，在與全球客戶的長期交流合作過程中，泰克不但為客戶提供了大量性能可靠，特性優(yōu)異的測試測量工具，同時也深刻理解客戶在測試過程中可能遇到的復雜問題。

現(xiàn)場花絮